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1、毕业设计小论文摘 要本次设计的题目为年产 2.1 万吨铜管材生产车间工艺设计。设计采用了先进的设备和工艺，投产后要求达到投资成本少，产品质量 ，利润、成品率高，及环保节能等要求。以中铝洛阳铜业有限公司为蓝本，在本次设计中选用了 5种具有代表性的计算产品，规格分别为: TUP 8*0.75 Y 5000t、BZn15-20 10*0.5 Y2 4000t、BFe10-1-1 16*1.2 M 4000t、HAL77-2 25.2*1.2 Y2 6000t、HPb59-1 边长 30 Y 2000t，铜管设计的主要内容有：铜管的品种、状态、规格、数量的选择；工艺流程的制定；主辅设备的性能、数量选择
2、；工艺计算和设备负荷计算；厂房的平面设计布置以及经济技术指标的计算等。本设计选用的产品主要面向当前国内市场,并适当地拓展国际市场，投产后具有良好的发展前景。关键词：车间设计；铜管棒；ABSTRACTThe title of this design is the output of 21，000 tons of Copper lengths and production workshop as annual. Advanced equipment and technology are adopted in this design. After the commissioning of the r
3、equired investment costs less, good quality products, profits, high yield, Energy-saving and environmental protection etc. According to some data of the in Luoyang,an in this design is chose for the five representative of calculation products,Respectively : TUP 8*0.75 Y 5000t、BZn15-20 10*0.5 Y2 4000
4、t、 BFe10-1-1 16*1.2 M 4000t、HAL77-2 25.2*1.2 Y2 6000t、HPb59-1 30 Y 2000t，.Design elements include : Copper lengths and the number of choices. Process development; The main and auxiliary equipment performance and the number of choices; Mill intensity and check the electrical power; Process equipment
5、load calculation and computation; plant layout layout and economic and technical indicators of the calculation.The design of the selected products are mainly oriented to the domestic market at present, due to the expansion of the international market, the commission has good development before。Keywo
6、rd: Design Workshop; Brass rods纯铜呈紫红色，又称紫铜。纯铜密度为 8.96。熔点为 1083，具有优良的导电性导热性延展性和耐蚀性。主要用于制作发电机母线电缆开关装置变压器等电工器材和热交换器管道太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。常用的铜合金分为黄铜青铜白铜 3 大类。本课题是以中铝洛阳铜业有限公司管棒生产车间为设计雏形。虽正面临金融危机但国内外铜管棒的需求空间仍然很大，产品规格根据客户的实际要求生产所以也没有一定的标准，但产品的精度必须满足生产车间所依据的技术标准。在这种情况下，比较常见的铜及铜合金管棒材的用途非常广泛。例如：紫铜管主要用于输送饮用水、卫生
7、用水、煤气、天然气、氧气等；黄铜管主要用于制空调用制冷四通阀体供排水管、管接头、供机械,航空等工业部门制造各种零件；青铜管供机械、航空等工业部门制造各种零件；白铜管则主要用于电器、航空、仪器、仪表、化工、乐器、医疗卫生、船舶和电力等工业部门制造耐蚀零件、冷凝器和热交换器。本课题研究的目标是设计合理的绿色环保型中型铜及铜合金管棒材生产车间，并把高效率高品质低成本作为生产宗旨。课题研究的方法是通过设计产品的生产工艺到最终出产品来体现。因为本课题是生产年产量 2.1 万吨的铜及铜合金管棒材，属于中型生产车间，初步设想分一条生产线：生产各种铜合金直管，直管生产线同时也供生产铜合金棒材。研究的内容主要包
8、括：产品方案的汇总、体现车间规模的代表产品（计算产品）的选择（五个，四管一棒） 、生产每种计算产品合适的生产方法种类及最佳方法选择、产品生产的系统工艺流程、实现工艺流程的主辅生产设备、主要工序的理论工艺计算及编制工艺卡片、设备负荷计算、设计车间的平面及立面布置图和技术经济指标核算。本次设计对每一个环节的每一个设备都给予了说明，为的就是建设新的企业。设计的任务是对所需建设的企业做出技术与经济的详细规划，确定出企业的生产经济状况，技术经济指标及施工的组织方法等。一个完整的金属压力加工车间设计，其内容包括生产工艺、生产设备、土建、供水和排水、供气、供电、运输、采暖与通风等的设计。它们之间是一个完整的
9、不可分割的整体，要求各个不同的设计部门互相协作，紧密配合，其中车间工艺设计是整个车间设计的主体。管材生产的方法主要方向分为挤压法、卧式连铸法、斜轧穿孔法和焊接法，然后再通过冷轧、拉伸工序即可生产出管材来。其中挤压法工序要稍多，但是产品质量好，产量受一定的限制。卧式连铸法生产速度快，质量相对挤压法稍差点，但产量可提高很大。斜轧穿孔法适合中等直径、塑性较好的金属管材生产，其特点为：产量高、几何废料损失少、设备投资不高、生产品种少、管坯内外表面的缺陷多，适合中小型工厂。焊接法适合生产较大直径管材，如水道管及热交换器管等。它是以带材做坯料京成型、焊接、拉拔而成所需要的管材。此法生产效率高，成本低，但管
10、材有焊缝，内表面质量较差。综合以上考虑，生产方案采用挤压供锭。其中常用挤压供锭的生产方案又分为以下三种：1).挤压法:适合生产厚壁管、复杂断面的管棒材等。此法生产周期短，成品率高，设备较少。2).挤压拉拔法:适合生产大直径，薄壁管材。此法的特点：投资不高、产品质量好，表面的精度高。适合生产规模较小的工厂。3).挤压冷轧拉拔:适合生产薄壁的中小管。其特点：生产品种多，质量好；冷轧变形量大，工序少，生产周期短；设备复杂，机械化程度高；投资大。适合大、中型工厂，采用此发较广泛。综上考虑，采用生产方案为挤压冷轧拉拔法。挤压法一般按以下两个方面来分类：1):按挤压金属相对于挤压轴的运动方向分为：正挤压、
11、反挤压和 Conform连续挤压；2):按挤压工艺特点分为：热挤压、冷挤压、带润滑挤压、不带润滑挤压、快速挤压、等温挤压、无残料挤压及液体静压力挤压等方法。挤压方法比较：1)正挤压法：是目前挤压方法中应用最广泛的一种，主要特点是在挤压过程中，挤压筒固定不动，铸锭在挤压轴压力作用下，沿挤压筒内壁移动。正向挤压时，制品的流出方向与挤压轴的移动方向一致。此法的活动性很大，可用此法生产各种挤压制品。2)反向挤压：挤压时，模轴固定不动、挤压筒紧靠挤压轴。在主柱塞和挤压筒柱塞的作用下，挤压轴和挤压筒同步向前移动，而模轴逐步进入挤压筒内进行反复挤压。发现挤压时，铸锭表层与挤压筒内壁之间无相对运动，因而也不发
12、生摩擦。反向挤压时，制品的流出方向与模轴的相对运动方向相反。由于反向挤压时铸锭表面与挤压筒内衬之间无激烈摩擦，因而不消耗挤压力。所以反向挤压时可减低挤压力 30%40%，制品尺寸精度高，力学性能均匀，挤压速度高，成品率高。反向挤压硬合金时，挤压速度与正向挤压比较可提高 0.51.0倍，成品率可提高 10%20%。挤压制品外接圆之间受模轴限制，一般比反向挤压要小 30%作用，铸锭表面品质要求严，设备一次投资费用比正向挤压机高20%30%，辅助时间长。因反向挤压机具备以上许多优点，所以它个别适应于挤压硬合金型、棒、管材以及要求尺寸精度高、组织细密无粗晶环的制品。3)Conform 连续挤压法，此种
13、加工方法是英国原子能管理局于 20 世纪 70年代初研制成功的铝合金连续挤压法。其特点是，利用送料辊和配料之间的接触摩擦力而产生挤压力并同时将坯料温度提高到 500左右。毛坯被送入送料辊后，通过毛坯与送料辊之间的摩擦作用使毛坯升温并使毛坯沿着模槽方向前进，然后进入模具。此法的优点为：可一次成形生产尺寸小、壁薄的型材、管材；成品率高，一般可达到 98.5%；毛坯无需加热；设备造价低；可以连续生产，生产效率高。缺点是：目前只适应于尺寸小的和软的合金生产，规格、品种受到限制。正向挤压与上述两种挤压方法相比有以下优点：更换设备简单、迅速；辅助时间少；制品表面品质好；对铸锭表面品质没有严格要求；设备简单
14、，投资费用少；制品外接圆直径大。综上考虑，采用挤压方案为正向挤压。轧制由热挤压，斜轧热穿孔或卧式连铸等方法供给的管坯，经冷轧变形将管坯轧制到所需要的规格，这种方法称为冷轧管，其特点是金属变形条件好，能得到特殊形状的断面，高的延伸系数，并能缩短和改善生产流程；从而可以显著地降低几何废料和提高成品率。轧管是为了减少工序，提高生产效益。棒材生产工艺中没有冷轧，其他与管材大同小异。拉伸拉伸的特点：(1) 可以得到尺寸精确、表面光洁以及断面形状复杂的制品；(2) 能提高制品的机械性能；(3)拉伸工艺、工具、设备简单，生产效率高。固定短芯头拉伸一般采用多次固定芯头拉伸，多次拉伸中加工率大，拉伸速度快，自动
15、化程度高。拉伸道次可根据被拉伸的金属能允许的总延伸系数、产品最终尺寸以及所要求的机械性能来确定。生产流程1）TUP8mm0.75mm 的紫铜直管的生产工艺流程：铸锭加热挤压锯切中断酸洗矫直检查冷轧中断光亮退火制头拉伸拉伸拉伸剪切制头拉伸剪切矫直脱脂检查包装入库。2）BZn15-2010mm0.8mm 的白铜直管的生产工艺流程：铸锭加热挤压锯切中断酸洗矫直检查冷轧中断光亮退火整径扒皮制头拉伸拉伸拉伸剪切、中断退火酸洗制头拉伸剪切脱脂成品退火酸洗检查包装入库。3）BFe10-1-116mm1.2mm 的白铜直管的生产工艺流程：铸锭加热挤压锯切中断酸洗矫直检查冷轧中断光亮退火整径扒皮制头拉伸拉伸拉伸剪切、中断退火酸洗制头拉伸剪切脱脂成品退火酸洗检查包装入库。4）HAL77-2 25.2mm1.2mm 的黄铜直管的生产工艺流程：铸锭加热挤压锯切中断酸洗矫直检查冷轧中断光亮退火制头拉伸剪切退火酸洗制头拉伸剪切退火酸洗制头拉伸剪切脱脂成品退火检查包装入库。5）HPb59-130mm 黄铜棒的生产工艺流程：铸锭加热挤压锯切中断酸洗矫直检查制头拉伸拉伸剪切脱脂成品退火检查包装入库。金属平衡率附表3：金属平衡表锭坯所需的铸锭量可 回 收 损 失不可回收损失尺寸规格单重 几 何 废 料工 艺 废 料废 料 总 量计算产品名称计算产品牌号计算产品规格计算产
